JPH076157A - Cooperative problem solving system for assignment problem - Google Patents

Cooperative problem solving system for assignment problem

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Publication number
JPH076157A
JPH076157A JP23845593A JP23845593A JPH076157A JP H076157 A JPH076157 A JP H076157A JP 23845593 A JP23845593 A JP 23845593A JP 23845593 A JP23845593 A JP 23845593A JP H076157 A JPH076157 A JP H076157A
Authority
JP
Japan
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resource
agent
information
agents
allocation
Prior art date
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Pending
Application number
JP23845593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiko Murayama
隆彦 村山
Hiroaki Wake
弘明 和氣
Hisazumi Tsuchida
尚純 土田
Fumio Hattori
文夫 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH076157A publication Critical patent/JPH076157A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To facilitate the derivation of the solution by dividing a large scale problem into subproblems, finding out local solutions and unifying local solutions found out in respective agents. CONSTITUTION:Each agent stores information 7 related to a resource such as a network and knowledge 8 for solving a problem in its data base. Request distributing processing 1001 distributes respective assignment requests to respective agents. assignment resource information storing processing 1003 stores information related to a resource assigned by a local solution obtained by a local solution calculating means 1002 in an information data base 1007 related to the assigned resource. Resource competition checking processing 1004 judges the existence of competition of a local solution independently calculated in each agent of other agents. When the competition exists, local solution information exchanging processing 1005 exchanges information related to local solutions between plural agents under competition. Finally, end judging processing 1008 ends the assignment of resources when all agents are turned to a message waiting state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ネットワーク上の経路
設定やLSI配線設計、施設配置などのある限定された
量の資源を、要求に応じて割り当てる割当問題向き協調
問題解決システムに係り、特に、本発明では、資源の割
当要求に地域性がない場合、割当対象の資源量、割当要
求の数が多い場合や、さらに、要求が動的に変更される
ような場合や、これらの条件が組み合わさった場合でも
実用的な時間で資源を割り当てることができる割当問題
向き協調問題解決システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an allocation problem-oriented cooperative problem solving system for allocating a limited amount of resources such as route setting on a network, LSI wiring design, facility layout, etc. on demand, and more particularly, In the present invention, when the resource allocation request does not have locality, when the resource amount to be allocated, the number of allocation requests are large, or when the request is dynamically changed, these conditions are The present invention relates to a collaborative problem solving system for assignment problems that can allocate resources in a practical time even when combined.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は、従来の資源割当問題を説明す
るための図を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 11 is a diagram for explaining a conventional resource allocation problem.

【0003】同図により、従来の割当問題の代表的なも
のであるネットワークなどの資源を経路設定などの要求
に割り当てる問題を説明する。
A problem of allocating resources such as a network to a request such as route setting, which is a typical conventional allocation problem, will be described with reference to FIG.

【0004】同図(a)はネットワークをノードと正整
数の容量を持つエッジ2からなる無向グラフで表したも
のである。同図(a)において数字(20、10)は各
エッジの容量を示す。同図(a)のネットワークにおい
て、同図(b)に示すように、ノード間に資源要求3を
満たす容量の経路を設定する問題をネットワーク資源割
当問題と定義する。同図(b)において、数字(10、
5)は資源の要求量を示す。同図において、ノード11
とノード12及びノード12とノード13の間には、要
求量10が割り当てられ、ノード13とノード14、及
びノード11とノード13の間には要求量5が割り当て
られている。同図(c)は、同図(b)の要求3を同図
(a)の資源(エッジ2)に以下に説明する方法により
割り当てた結果4を示す。
FIG. 1A shows the network as an undirected graph composed of nodes and edges 2 having a capacity of a positive integer. In the figure (a), the numbers (20, 10) indicate the capacitance of each edge. In the network of FIG. 9A, as shown in FIG. 9B, the problem of setting a route having a capacity that satisfies the resource requirement 3 between nodes is defined as a network resource allocation problem. In the figure (b), the numeral (10,
5) indicates the required amount of resources. In the figure, node 11
The request amount 10 is allocated between the node 12 and the node 12 and the node 13, and the request amount 5 is allocated between the node 13 and the node 14 and between the node 11 and the node 13. FIG. 14C shows a result 4 obtained by allocating the request 3 of FIG. 11B to the resource (edge 2) of FIG. 11A by the method described below.

【0005】図12は、ネットワークなどの資源を経路
設定などの要求に割り当てるネットワーク資源割当問題
を説明するための図である。以下の説明では資源の使用
にはなんらかのコストがかかる問題を対象とするが、コ
ストを考慮しない問題は、全てのコストを同一にするこ
とで対応できる。
FIG. 12 is a diagram for explaining a network resource allocation problem in which resources such as a network are allocated to requests such as route setting. In the following description, the problem that the use of resources requires some cost is targeted, but the problem of not considering the cost can be dealt with by making all costs the same.

【0006】同図(a)はネットワークをノード2と正
整数の容量を持つリンク1からなる無向グラフで表した
ものである。資源は無向グラフのリンク1であり、リン
ク容量は全て1としている。また、リンク1に付加して
ある数値は、リンク1の使用量当たりのコスト3を示
す。
FIG. 1A shows the network as an undirected graph composed of a node 2 and a link 1 having a capacity of a positive integer. The resource is link 1 of the undirected graph, and the link capacities are all 1. The numerical value added to the link 1 indicates the cost 3 per usage amount of the link 1.

【0007】同図(a)のネットワークにおいて、同図
(b)に示すようなノード間の経路設定要求4(複数
可)に対して、各リンク1の容量を越えないように経路
を割り当てる問題がネットワーク資源割当問題である。
ここでは、コストを考慮した問題として、リンク1の使
用にかかるコスト3が最小(最大)となるネットワーク
資源割当問題を考える。
In the network shown in FIG. 1A, a route is allocated so that the capacity of each link 1 is not exceeded in response to the route setting request 4 (plurality) between nodes as shown in FIG. Is the network resource allocation problem.
Here, as a problem considering cost, consider a network resource allocation problem in which the cost 3 required to use the link 1 is minimum (maximum).

【0008】同図(c)は、同図(b)の要求4に対す
る割当結果5を示す。ノードaとノードb、ノードbと
ノードe、ノードeとノードh、ノードhとノードiの
間のリンクにそれぞれ容量1が割り当てられ、割当経路
全体のリンクの使用にかかるコストは5である。
FIG. 3C shows the allocation result 5 for the request 4 in FIG. The capacity 1 is allocated to the links between the node a and the node b, the node b and the node e, the node e and the node h, and the node h and the node i, and the cost of using the link of the entire allocation route is 5.

【0009】このような問題は、線形計画問題に帰着す
ることができるため、従来からOR的手法として、シン
プレックス法、カーマーカ法(文献:「Karmarker, N.:
A New Polynomial-Time Algorithm for Linear Progra
mming, Combinatorica, No.4, 1984」) などの解析的な
アルゴリズムの適用が提案されている。線形計画法は、
目的関数を制約条件のもとで、最大または最小にする問
題であり、目的関数及び制約条件の線形性から、最適値
は制約領域の端点に存在するため、制約領域の端点を全
て調べれば最適解を求めることができる。
Since such a problem can be reduced to a linear programming problem, the simplex method and the Carmarker method (literature: "Karmarker, N .:
A New Polynomial-Time Algorithm for Linear Progra
mming, Combinatorica, No.4, 1984 ”) has been proposed. Linear programming is
This is a problem of maximizing or minimizing the objective function under the constraint condition. From the linearity of the objective function and the constraint condition, the optimum value exists at the end point of the constraint region, so it is optimal to check all the end points of the constraint region. Can find a solution.

【0010】シンプレックス法は、この性質を利用した
ものであるが、問題の規模が大きく(変数が多く)なる
と、端点の数は、指数的に増大するため、適用困難であ
る。
The simplex method takes advantage of this property, but when the scale of the problem is large (the number of variables is large), the number of end points increases exponentially, which makes it difficult to apply.

【0011】また、カーマーカ法は、目的関数の最急降
下方向(探索方向ベクタ)を基に最適解を探索するもの
で、制約領域の内部から最適解の端点に近づく内点法で
あり、端点の数に直接には影響を受けないため、多項式
オーダで最適解を得ることができる。
The Carmarker method searches for an optimum solution based on the steepest descent direction (search direction vector) of the objective function, and is an interior point method that approaches the end point of the optimum solution from inside the restricted region. Since it is not directly affected by the number, the optimal solution can be obtained in polynomial order.

【0012】このような解析的なアルゴリズムは、ネッ
トワーク全体で1つの問題解決器が問題を解決するた
め、ネットワーク全体の情報を見ることができ、要求間
の関係等を把握し易い。
In such an analytical algorithm, one problem solver solves a problem in the entire network, so that information on the entire network can be viewed, and it is easy to understand the relationship between requests.

【0013】また、図13は、地域分割型資源割り当て
問題を説明するための図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining the area division type resource allocation problem.

【0014】同図の例は、地域性を前提として問題空間
を分割する方法(地域分割と呼ぶ)を示す。
The example of the figure shows a method of dividing the problem space on the premise of regionality (called regional division).

【0015】同図の例は、格子状に均一に接続されてい
るノード数n×nのネットワークを想定し、ネットワー
クの左上から右下及び左下から右上の経路設定要求を与
える。地域分割はこのネットワークをaとbに2分割
し、左右それぞれの領域内の資源割当をエージェント
A,Bが受け持つ。エージェントA及びBは与えられた
地域内で各々の経路設定要求を満足する局所解を求め
る。
In the example shown in the figure, a network with n × n nodes uniformly connected in a grid pattern is assumed, and route setting requests are given from the upper left to the lower right and from the lower left to the upper right of the network. In the area division, this network is divided into two, a and b, and agents A and B take charge of resource allocation in the left and right areas. Agents A and B seek local solutions that satisfy their respective routing requirements within a given area.

【0016】図13のエージェントA,Bによる割り当
て結果を突き合わせるチェックを行うと、地域分割の場
合、境界面において割り当てられたエッジ2が異なって
いたとき(1つの経路設定要求に対し、経路が地域の境
界で不連続の場合)、エージェントA,B間に問題解決
の情報を交換するネゴシエーションCが発生する。
When the allocation results by the agents A and B in FIG. 13 are checked, when the area division is performed and the edge 2 allocated at the boundary surface is different (a route is set for one route setting request, In the case of discontinuity at the boundary of regions), a negotiation C for exchanging problem solving information between agents A and B occurs.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなOR的手法として用いるアルゴリズムは、有効な
探索方向ベクタの方向性及びステップサイズ(変数値の
更新幅)を求めることは難しい。
However, it is difficult for the algorithm used as the OR method as described above to obtain the directionality of the effective search direction vector and the step size (update width of the variable value).

【0018】また、このような問題は、本来、計算の複
雑性理論におけるNP完全であるため、規模が大きく
(ノード数が数十程度以上)なると、実用的な時間で最
適解を導出することは困難である。さらに、要求が動的
に変化するような状況においては、より困難となるが、
一方、最適解を求める必要性もあまり高くない。
Further, since such a problem is originally NP perfect in the theory of complexity of calculation, when the scale is large (the number of nodes is several tens or more), the optimum solution should be derived in a practical time. It is difficult. Furthermore, it becomes more difficult in situations where the demand changes dynamically,
On the other hand, the need for finding an optimal solution is not very high.

【0019】このような場合、問題を幾つかに分割して
それぞれの部分問題をデータベース内にネットワークな
どの資源に関する情報及び問題を解決するための知識な
どを格納し、その情報や知識などを用いて問題を解決す
るエージェントに受け持たせ、そのエージェント間の協
調により解を求める手法が提案されている。
In such a case, the problem is divided into several parts, and each partial problem is stored in a database with information about resources such as a network and knowledge for solving the problem, and the information and knowledge are used. A method has been proposed in which an agent that solves a problem is in charge and a solution is obtained by cooperation between the agents.

【0020】特に、図13に示す地域分割型資源割り当
て問題は、境界面の不一致の可能性が大きくなり、ネゴ
シエーションCの発生確率が増大するため、問題空間を
都合よく分割できるとは限らない。また、地域的に分割
する場合は、ネットワーク全体の状態を見ることが困難
である。
Particularly, in the area division type resource allocation problem shown in FIG. 13, the possibility of mismatching of the boundary surfaces increases and the probability of negotiation C increases, so that the problem space cannot always be divided conveniently. Also, when dividing into regions, it is difficult to see the state of the entire network.

【0021】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、地域毎に局所解を求めてから各局所解の間で資源割
り当てを調整して最終解を求めた従来方法とは異なり、
タスク分割型資源割り当て問題のように、資源割り当て
の個々の要求に着目して問題を分割し(タスク分割)資
源割り当ての1つ又は複数の要求毎に配置されたエージ
ェント間の協調により、エージェント資源競合を起こし
ているエージェント間の競合の発生を低減でき、動的に
変更される要求にも対応できるような割当問題向き協調
問題解決システムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and is different from the conventional method in which a local solution is obtained for each area and then resource allocation is adjusted between the local solutions to obtain a final solution.
Like the task division type resource allocation problem, the problem is divided by focusing on individual requests for resource allocation (task division), and the agent resources are coordinated by agents arranged for each one or more requests for resource allocation. It is an object of the present invention to provide a cooperative problem solving system for assignment problems that can reduce the occurrence of conflicts among competing agents and can respond to dynamically changing requests.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention.

【0023】本発明の割当問題向き協調問題解決システ
ムは、複数個の限られた資源を複数の割当要求に割り当
てる割当問題を解決するシステムにおいて、各々の割当
要求100について割り当て処理を実行するエージェン
トを決定する要求分配手段110と、資源に関する情報
及び問題を解決するための割当要求100に対して最適
な解をエージェント200が得るための知識と該エージ
ェントの解との間に発生した資源の競合を解決するため
の知識とを含む問題解決知識300と、割り当て対象の
資源に関する資源情報400と、各エージェント200
が問題解決知識300及び該資源情報400を用いて、
要求分配手段110により分配された割当要求を満たす
局所解を求める局所解算出手段220と、各エーッジェ
ントが局所解算出手段220により割り当てた資源に関
する情報を格納する資源情報格納手段230と、資源情
報格納手段230を参照し、全てのエージェント間で各
エージェントが求めた局所解の資源に対する制約や他の
エージェントとの競合の状態に応じて資源割当の解50
0を求める割当解決手段240とを含む。
The allocation problem-oriented cooperative problem solving system of the present invention is a system for solving an allocation problem in which a plurality of limited resources are allocated to a plurality of allocation requests, and an agent which executes an allocation process for each allocation request 100. The request distribution means 110 for determining and the knowledge for the agent 200 to obtain the optimum solution for the resource-related information and the allocation request 100 for solving the problem and the resource conflict that has occurred between the agent's solution and the knowledge. Problem solving knowledge 300 including knowledge for solving, resource information 400 regarding resources to be allocated, and each agent 200
Using the problem solving knowledge 300 and the resource information 400,
A local solution calculating unit 220 that obtains a local solution that satisfies the allocation request distributed by the request distributing unit 110, a resource information storage unit 230 that stores information about resources allocated by each agent by the local solution calculating unit 220, and resource information. The storage means 230 is referred to, and a resource allocation solution 50 is generated according to the constraint on the resource of the local solution obtained by each agent among all the agents and the state of competition with other agents.
Allocation solving means 240 for determining 0.

【0024】また、本発明の割当解決手段240は、各
エージェントが局所解算出手段220によって算出した
局所解間で資源の競合の有無を調べる競合発生判断手段
241と、競合発生判断手段241により競合がある場
合には、資源競合を起こしているエージェント間で、自
発的に同期をとり、局所解に関する情報を交換する局所
解情報交換手段242と、局所解情報交換手段242に
より交換した情報から資源競合を解消するために再度、
局所解の探索を行う要求を決定する要求決定手段243
とを有し、資源競合を起こしているエージェント間で独
自に競合の解消を行う。
In addition, the allocation solving means 240 of the present invention uses the competition occurrence judging means 241 for checking the presence or absence of resource competition between the local solutions calculated by the local solution calculating means 220 by each agent, and the competition occurrence judging means 241 for competing. In the case where there is a resource, the resources are extracted from the local solution information exchanging means 242 that spontaneously synchronizes the agents that are in contention with each other and exchanges information about the local solution, and the information exchanged by the local solution information exchanging means 242. Again to resolve the conflict,
Request determining means 243 for determining a request for searching for a local solution
, And the agents that are competing for resources resolve the conflict independently.

【0025】また、本発明の局所解情報交換手段242
は、これまでに資源競合が生じた資源に関する情報を交
換する競合資源情報交換手段2421と、資源を割当に
使用する対象から取り除く資源除去手段2422を含
む。
Further, the local solution information exchange means 242 of the present invention.
Includes a competing resource information exchanging means 2421 for exchanging information on resources for which resource competition has occurred so far, and a resource removing means 2422 for removing resources from the objects used for allocation.

【0026】[0026]

【作用】本発明は、要求という側面から問題を部分問題
に分割して、対象としている全ての資源に対して発生す
る経路設定などの要求を一つまたは複数の組にしてエー
ジェントに分配し、各エージェント独自による部分問題
解決(局所解)、即ち、エージェントは他のエージェン
トに割り当てられた要求には関係なく割り当てられた要
求を満たす解を求め、次にステップでエージェント間の
協調をはかり、全体としての解を求めようとするシステ
ムである。本発明は、データベース内の情報や知識など
を用いてエージェント毎に問題を解決することにより、
大規模な問題を部分問題に分割して局所解として求め、
各エージェント毎に求めた局所解を統合することによっ
て、解の導出を容易にしようとする。
The present invention divides the problem into sub-problems from the aspect of the request, and distributes the requests such as the route setting generated for all the target resources to the agents in one or a plurality of groups. Each agent uniquely solves a partial problem (local solution), that is, the agent seeks a solution that satisfies the assigned requirements regardless of the requirements assigned to other agents. Is a system that seeks a solution as. The present invention solves a problem for each agent using information and knowledge in a database,
Divide a large-scale problem into subproblems and obtain a local solution,
We try to facilitate the derivation of the solution by integrating the local solutions found for each agent.

【0027】このとき、他のエージェントとの資源割当
時に競合が有る場合には、競合を起こしているエージェ
ント間同士で、局所解に関する情報を交換し、この情報
を用いて、以後の競合発生を低減するように、資源の再
割当を行う要求を決定する。
At this time, if there is a conflict when allocating resources with another agent, the agents involved are exchanging information about the local solution, and this information is used to prevent subsequent conflict occurrence. Determine the demand for resource reallocation to reduce.

【0028】図2は本発明の作用を説明するためのフロ
ーチャートである。まず、最初に複数の要求を各エージ
ェントに均等分配する(ステップ200)。次に、各エ
ージェントは分配された未割り当ての要求全てに対して
独自に経路設定を行う。この場合、他エージェントの経
路設定結果は考慮されない(ステップ201)。全エー
ジェントの経路設定が終了した時点で、資源競合が発生
していないかチェックを行う。資源競合を発見した場合
は(ステップ203)、資源競合を起こしているエージ
ェント間で競合解消のために迂回される経路(要求)を
ネゴシエーションにより決定する。迂回させる経路を決
定した後、競合箇所の始点を削除してステップ201の
処理に戻る(ステップ204)。また、資源競合がない
場合は(ステップ203)、全要求の経路設定が終了す
る(ステップ205)。
FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the present invention. First, a plurality of requests are first equally distributed to each agent (step 200). Next, each agent independently sets a route for all distributed unallocated requests. In this case, the route setting results of other agents are not considered (step 201). When the route setting of all agents is completed, it is checked whether resource conflict has occurred. When a resource conflict is found (step 203), a route (request) bypassed between the agents causing the resource conflict to resolve the conflict is determined by negotiation. After the route to be bypassed is determined, the start point of the conflicting point is deleted and the process returns to step 201 (step 204). If there is no resource conflict (step 203), the route setting of all requests is completed (step 205).

【0029】また、再割当が必要とされる要求を受け持
つエージェントは、競合資源を割当に使用する資源から
外した後、再び、エージェント毎に局所解を求め、一
方、各エージェントの問題解決状況をチェックし、計算
の終了を判定する。
Further, the agent in charge of the request that needs re-allocation removes the competing resource from the resource used for allocation, and then again obtains a local solution for each agent, while the problem solving status of each agent is determined. Check to determine the end of calculation.

【0030】これにより、部分問題毎に配置された各エ
ージェントにより問題解決が局所的に行われ、それらの
エージェント間の協調により、大規模で、且つ地域性の
ないような問題でも容易に解を求めることができると共
に、非同期並列に問題解決を行いながら、資源競合の発
生の低減または、資源競合が発生してもその解消が可能
である。
As a result, each agent arranged for each subproblem locally solves the problem, and the cooperation of these agents facilitates the solution of a large-scale and non-local problem. It is possible to reduce the occurrence of resource competition or solve the problem even if resource competition occurs while performing problem solving in an asynchronous parallel manner.

【0031】[0031]

【実施例】以下、図面と共に本発明の実施例を詳細に説
明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0032】本発明は、問題を要求という側面からいく
つかの部分問題に分割して、その部分問題毎に経路設定
などの要求に対する問題を解決するためのエージェント
を配置し、各エージェント単位で部分問題を解決し、複
数のエージェントが部分問題の解決結果である局部解を
各々持ち寄って協調的に解を求めようとするシステムで
ある。
According to the present invention, a problem is divided into several subproblems from the aspect of request, an agent for solving a problem for a request such as route setting is arranged for each subproblem, and each agent has a partial subproblem. It is a system that solves a problem and a plurality of agents collaborate with each other to obtain a local solution, which is the result of solving a partial problem.

【0033】図3は、本発明で用いられるタスク分割型
資源割り当て問題を説明するための図である。割り当て
対象資源はエッジ2であり、エッジ容量は全て1とす
る。「要求」は、 左上のノードから右上のノードへの経路設定要求 左下のノードから右上のノードへの経路設定要求 の2つである。同図ではそれぞれの経路設定要求に1つ
ずつのエージェントA、Bを割り付けるようにタスク分
割されている。第1のステップとして各エージェント
A,Bは独自に割り当てを行い、初期解を求める。図3
は、この初期解を求めた結果の例を示している。この例
では、1つのエッジを2つのエージェントが使用してお
り、該エッジ箇所に関してエージェント間のネゴシエー
ションが必要であることがわかる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the task division type resource allocation problem used in the present invention. The allocation target resource is edge 2 and the edge capacity is all 1. The “request” is a route setting request from the upper left node to the upper right node. A route setting request from the lower left node to the upper right node. In the figure, tasks are divided so that one agent A and one agent B are assigned to each route setting request. As a first step, each agent A, B independently allocates and obtains an initial solution. Figure 3
Shows an example of the result of obtaining this initial solution. In this example, one edge is used by two agents, and it can be seen that negotiation between the agents is required for the edge location.

【0034】図4は、本発明の一実施例のシステムの構
成を示す。同図に示すようにエージェント5はデータベ
ース内にネットワークなどの資源に関する情報7(以
下、資源情報と記す)及び問題を解決するための知識8
(以下、知識と記す)などを格納し、資源情報7や知識
8等を用いて問題を解決する問題解決エンジン6から構
成される。問題解決エンジン6は、以下の2つのフェー
ズからなる処理を行う。
FIG. 4 shows the system configuration of an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the agent 5 has information 7 about resources such as networks (hereinafter referred to as resource information) and knowledge 8 for solving problems in the database.
(Hereinafter referred to as "knowledge") and the like, and includes a problem solving engine 6 that solves a problem using the resource information 7 and the knowledge 8. The problem solving engine 6 performs a process including the following two phases.

【0035】フェーズ1:エージェント内で当該エージ
ェントに配置された要求を満たす局所解を求める。
Phase 1: Within the agent, a local solution that satisfies the request placed in the agent is obtained.

【0036】フェーズ2:エージェント間で各エージェ
ントが求めた局所解の間に資源の容量を越えていないな
どの制約を満たすように、複数のエージェント間で部分
問題解決の情報を交換(ネゴシエーションと呼ぶ)しな
がら、協調して解決する。
Phase 2: Information on partial problem solving is exchanged between a plurality of agents so as to satisfy the constraint that the resource capacity is not exceeded during the local solution obtained by each agent between the agents (referred to as negotiation). ), While working together to solve.

【0037】フェーズ1は、各エージェントが非同期独
立に行う処理であり、フェーズ2は、任意の複数のエー
ジェント間における処理を示しているが、それぞれのフ
ェーズが完全に切れるものではない。
Phase 1 is a process that each agent performs asynchronously independently, and phase 2 shows a process between arbitrary plural agents, but each phase is not completely cut off.

【0038】図5は、本発明の一実施例の動作の概要を
説明するための図であり、図6は、本発明の一実施例の
各エージェントによる問題解決を説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining the outline of the operation of the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram for explaining the problem solving by each agent of the embodiment of the present invention. .

【0039】まず、フェーズ1として要求分配処理10
01は、各割当要求をエージェントにエージェントに分
配する。また、複数の割り当て要求が1つのエージェン
トに割り付けられてもよい(ステップ1)。
First, as a phase 1, the request distribution processing 10
01 distributes each allocation request to the agents. Moreover, a plurality of allocation requests may be allocated to one agent (step 1).

【0040】次に、各々のエージェントは、局所解算出
処理1002では、資源に関する情報7及び問題解決の
知識8を用いて分配された要求を満たす局所解を求める
(ステップ2)。ここで、ステップ2の処理は、割当要
求が分配されたエージェント毎に行われる。また、資源
に関する情報7及び、問題解決の知識8は、データベー
スに格納されているものとする。
Next, each agent, in the local solution calculation processing 1002, obtains a local solution that satisfies the distributed requirements by using the resource information 7 and the problem solving knowledge 8 (step 2). Here, the process of step 2 is performed for each agent to which the allocation request is distributed. Further, it is assumed that the resource information 7 and the problem solving knowledge 8 are stored in the database.

【0041】以下に、局所解算出処理を詳細に説明す
る。各エージェントは、経路設定要求を満たすようなエ
ッジの集合を独自に確保する。各エージェントによって
どの経路を選択するかは、独自の判断(例えば、最短経
路、コスト最小経路など)で行えばよく、限定しない。
各エージェントが独自に資源を確保することを考慮する
と、エージェント間の利害の対立が起こり得る。そこ
で、フェーズ2でネゴシエーションが必要となる確率を
低減するために一部或いは全てのエージェントにおいて
局所解を求める際に、できるだけボトルネックとなりそ
うな経路を選択しないという戦略が有効である。
The local solution calculation process will be described in detail below. Each agent independently reserves a set of edges that satisfy the route setting request. Which route is selected by each agent may be determined by its own judgment (for example, the shortest route, the minimum cost route, etc.), and is not limited.
Considering that each agent reserves its own resources, conflicts of interest between agents can occur. Therefore, in order to reduce the probability that negotiation is required in phase 2, when a local solution is obtained by some or all agents, a strategy of not selecting a route that is likely to become a bottleneck is effective.

【0042】ここで、局所解算出時の一手法として、リ
ンク占有率を考慮した方法を示す。
Here, as one method for calculating the local solution, a method considering the link occupancy will be shown.

【0043】《リンク占有率を考慮した局所解算出》リ
ンク占有率を [(エージェントが割当に使用する量)/(リンク容
量)] とする。局所解算出時の経路探索において、リンクを割
当に使用する毎に、リンク占有率を計算し、予め設定し
た閾値を越える場合には、事前の資源競合のチェックを
行い、資源競合にならないリンクだけを用いて局所解を
求める。
<< Local Solution Calculation Considering Link Occupancy Ratio >> Let the link occupancy ratio be [(amount used by agent for allocation) / (link capacity)]. In the route search at the time of local solution calculation, the link occupancy rate is calculated every time a link is used for allocation, and if the preset threshold is exceeded, resource conflict check is performed in advance, and only links that do not become resource conflict To find the local solution.

【0044】閾値を0にすれば、リンクをしようする毎
に必ず資源競合のチェックを行うので、資源競合が発生
しなくなり、ネゴシエーションを防止できるが、資源競
合チェックのオーバヘッドは大きくなる。一方、閾値を
1にすれば、リンクの使用時には、一切資源競合のチェ
ックを行わないので、オーバーヘッドは生じないが、後
に資源競合が発生し、ネゴシエーションを行う可能性が
大きくなる。この閾値を資源競合チェックにかかるコス
トとネゴシエーションにかかるコストの関係から適切に
設定することで、問題解決を効率よく行うことができ
る。
If the threshold value is set to 0, resource competition is always checked every time a link is made, so resource competition does not occur and negotiation can be prevented, but the overhead of resource competition check increases. On the other hand, if the threshold value is set to 1, no resource conflict is checked when the link is used, so that no overhead occurs, but resource conflict occurs later and the possibility of negotiation increases. By appropriately setting this threshold value from the relationship between the cost of the resource conflict check and the cost of the negotiation, the problem can be solved efficiently.

【0045】次に、フェーズ2における割当資源情報格
納処理1003は、局所解算出処理1002により得ら
れた局所解により割当られた資源に関する情報を割当資
源に関する情報データベース1007に格納する。ここ
で、割当資源に関する情報データベース1007は、全
エージェントが局所解に基づいて資源割当を行った資源
に関する情報を格納するものとする。
Next, the allocated resource information storage processing 1003 in phase 2 stores the information about the resources allocated by the local solution obtained by the local solution calculation processing 1002 in the allocated resource information database 1007. Here, it is assumed that the information database 1007 regarding the allocated resources stores information about the resources to which all the agents have allocated resources based on the local solution.

【0046】次に、資源競合チェック処理1004は、
エージェント独自で算出した局所解について他のエージ
ェントとの競合を判断する。上記のように、エージェン
ト独自に局所解を求めることにより、他のエージェント
の局所解との間に資源競合が起こり得るため、局所解算
出処理1002により各エージェントが局所解を求める
毎に、割当資源情報格納処理1003により、割当に使
用した資源をデータベース1007に登録しておく。続
いて、資源競合チェック処理1004において、データ
ベース1007の資源情報を参照し、各エージェント
は、独自に自局所解について資源競合の有無を調べる。
Next, the resource conflict check processing 1004
Determine the competition with other agents for the local solution calculated by the agent. As described above, when an agent locally obtains a local solution, resource competition with a local solution of another agent may occur. Therefore, each time an agent obtains a local solution by the local solution calculation processing 1002, an allocated resource is allocated. The resources used for allocation are registered in the database 1007 by the information storage processing 1003. Then, in the resource conflict check processing 1004, each agent independently refers to the resource information of the database 1007 to check the presence / absence of resource conflict for its own local solution.

【0047】この資源競合チェック処理1004により
競合がある場合には、局所解情報交換処理1005によ
り、資源競合を起こしているエージェント間で局所解に
関する情報を交換する(ステップ3)。資源競合がある
場合は、情報の交換において、資源競合を起こしている
エージェントに対して交渉メッセージを送信する(ステ
ップ4)。一方、資源競合がない場合、他エージェント
から交渉メッセージが届いていないかを調べる(ステッ
プ5)。
If there is a conflict due to the resource conflict check processing 1004, the local solution information exchange processing 1005 exchanges information regarding the local solution between the agents having the resource conflict (step 3). If there is a resource conflict, a negotiation message is transmitted to the agent in the resource conflict in the information exchange (step 4). On the other hand, if there is no resource conflict, it is checked whether a negotiation message has arrived from another agent (step 5).

【0048】局所解消情報交換処理1005において、
交渉メッセージが届いている場合は、資源競合解消処理
1006のネゴシエーションに移り(ステップ6)、届
いていない場合は、未処理の要求があるかどうかを調べ
る(未処理要求チェック)(ステップ7)。
In the local elimination information exchange processing 1005,
If the negotiation message has arrived, the process proceeds to the negotiation of the resource conflict resolution processing 1006 (step 6), and if it has not arrived, it is checked whether there is an unprocessed request (unprocessed request check) (step 7).

【0049】未処理要求がある場合は、再び局所解算出
処理1002に戻り、ない場合には、メッセージチェッ
クへ移る。メッセージチェックでは、交渉メッセージ及
び終了メッセージの受信状況を調べ、メッセージが届い
ていない場合は、メッセージ待ちとなる。
If there is an unprocessed request, the process returns to the local solution calculation process 1002 again, and if there is no unprocessed request, the process moves to the message check. In the message check, the reception status of the negotiation message and the end message is checked, and if the message has not arrived, the message waits.

【0050】最後に終了判定処理1008は、全エージ
ェントの状態を監視し、全てのエージェントがメッセー
ジ待ちとなった時点で、計算終了を示す終了メッセージ
を全エージェントに送り、資源の割当を終了させる(ス
テップ8)。
Finally, the termination judgment processing 1008 monitors the states of all the agents, and when all the agents wait for a message, sends a termination message indicating the end of calculation to all the agents to terminate the resource allocation ( Step 8).

【0051】次に、ここで、資源競合解消処理1006
のネゴシエーションによる資源競合の解消の処理につい
て説明する。
Next, here, the resource conflict resolution processing 1006
The process of resolving the resource conflict by the negotiation will be described.

【0052】《ネゴシエーションによる資源競合の解
消》ネゴシエーションとは、資源競合を起こしているエ
ージェント間で情報交換を行い、資源競合を解消する処
理である。
<< Resolution of Resource Conflict by Negotiation >> Negotiation is a process of exchanging information between agents that are in a resource conflict to eliminate a resource conflict.

【0053】図7は、本発明の一実施例のネゴシエーシ
ョンの手順を示すシーケンスチャートである。
FIG. 7 is a sequence chart showing the procedure of negotiation according to the embodiment of the present invention.

【0054】同図は、エージェントA,B,Cの間で資
源競合が発生した状況を示す。資源競合を発見したエー
ジェントAは、資源競合を起こしている他のエージェン
トB,Cに交渉メッセージを送信する(ステップ10
0)。交渉メッセージを受けたエージェントB,Cは、
局所解に関する情報などを局所解メッセージとしてエー
ジェントAに送信する(ステップ101)。
The figure shows a situation in which resource competition has occurred among agents A, B and C. The agent A, which has found the resource conflict, sends a negotiation message to the other agents B and C that are in the resource conflict (step 10).
0). Agents B and C receiving the negotiation message
Information regarding the local solution is transmitted to the agent A as a local solution message (step 101).

【0055】エージェントAは、これらの情報を用いて
資源競合を解消するために迂回させる経路を後述する方
法に基づいて決定する。これを決定した後、その旨を判
定メッセージとしてエージェントB,Cに送信する(ス
テップ102)。
The agent A uses these pieces of information to determine a route to be bypassed in order to resolve the resource conflict based on a method described later. After this is determined, the fact is transmitted to the agents B and C as a determination message (step 102).

【0056】迂回要の判定メッセージを受けたエージェ
ントCは、資源競合の発生したリンクを除いて、迂回経
路を新たな局所解として再探索する。迂回不要なエージ
ェントA,Bは、ネゴシエーション前の状態を継続す
る。同図の例では、エージェントAは、局所解検索継続
状態となり、エージェントBはメッセージ待ち状態とな
る。
The agent C, which has received the detour need determination message, re-searches the detour route as a new local solution, excluding the link in which the resource conflict has occurred. The agents A and B, which do not need detour, continue the state before negotiation. In the example of the figure, the agent A is in the local solution search continuation state, and the agent B is in the message waiting state.

【0057】本実施例では、迂回要のメッセージを受け
たエージェントCは、これに従って局所解の再探索(迂
回経路探索)に入っているが、これを拒否するような手
順も考えられる。この場合は、再びエージェントAとの
間で互いに納得するまで、何度も情報交換を行う。
In this embodiment, the agent C, which has received the message indicating that the detour is necessary, enters the re-search for the local solution (detour route search) according to the message, but a procedure for rejecting this may be considered. In this case, information is repeatedly exchanged with the agent A until they are satisfied with each other.

【0058】また、ネゴシエーション時の情報交換にお
いて、これまでに、競合に負けて除いたリンクの情報も
合わせて交換し、再探索処理においてこれらのリンクも
除いて探索を行うようにすれば、同じリンクでの資源競
合の発生を防ぎ、資源競合の発生を低減することができ
る。
Also, in the information exchange at the time of negotiation, the information of the links that have been eliminated due to the competition so far is also exchanged, and the search is also performed by excluding these links in the re-search process. It is possible to prevent the resource competition from occurring in the link and reduce the resource competition.

【0059】図8は、本発明の一実施例のネットワーク
資源割り当て問題に適用した問題を説明するための図で
ある。
FIG. 8 is a diagram for explaining a problem applied to the network resource allocation problem of the embodiment of the present invention.

【0060】同図(a)はネットワーク資源の状況を示
し、同図(b)は経路設定要求を表している。同図
(a)のネットワーク資源中、ノード間の数値はエッジ
2の容量を示す。同図(b)の数字は要求量を示すもの
である。
FIG. 7A shows the status of network resources, and FIG. 7B shows a route setting request. In the network resources of FIG. 5A, the numerical value between nodes indicates the capacity of edge 2. The numbers in FIG. 7B show the required amount.

【0061】本実施例では、同図(b)のように、2つ
の資源割り当て要求3が与えられた時の解法を以下に示
す。
In the present embodiment, a solution method when two resource allocation requests 3 are given as shown in FIG.

【0062】図8は本発明の一実施例のネットワーク資
源割り当て問題に適用した各エージェントによる部分問
題解決を説明するための図を示す。同図は、各エージェ
ントがそれぞれの局所解を独自に求めた状態である。同
図(a)は一方のエージェントAの割り当て結果9を示
しており、数値(10)はその割り当て量である。同図
(b)は他方のエージェントBの割り当て結果10を示
し、数値(10)はその割り当て量である。この例で
は、エージェントBが迂回している。
FIG. 8 is a diagram for explaining the partial problem solution by each agent applied to the network resource allocation problem of one embodiment of the present invention. In the figure, each agent independently obtains its local solution. The figure (a) has shown the allocation result 9 of one agent A, and the numerical value (10) is the allocation amount. The figure (b) shows the allocation result 10 of the other agent B, and the numerical value (10) is the allocation amount. In this example, agent B is making a detour.

【0063】同図において、それぞれのエージェント
は、各エッジの容量制約を満たしている解を算出する。
この割り当ての基準は、ダイクストラの方法などによる
最短経路探索など各エージェントの独自の判断で構わな
い。
In the figure, each agent calculates a solution satisfying the capacity constraint of each edge.
The criteria for this allocation may be the individual judgment of each agent, such as the shortest route search by the Dijkstra method.

【0064】本実施例においては、最短経路かつ容量制
約の緩い(できるだけ容量の大きい)エッジを選択して
いる。
In this embodiment, an edge with the shortest path and a loose capacity constraint (capacity as large as possible) is selected.

【0065】図10は、本発明の一実施例のネットワー
ク資源割当問題に適用したエージェント間のネゴシエー
ションを説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the negotiation between agents applied to the network resource allocation problem of one embodiment of the present invention.

【0066】同図(a)は、局所解を突き合わせた状態
を示し、同図(b)はエージェント間のネゴシエーショ
ンにより容量制約違反を回避した状態を示す。同図の例
では、エージェントBが迂回している。
FIG. 9A shows a state in which local solutions are matched, and FIG. 9B shows a state in which capacity constraint violation is avoided by negotiation between agents. In the example of the figure, the agent B makes a detour.

【0067】次に、各エージェント間で局所解の突き合
わせを行う場合について説明する。同一のエッジに対し
て割り当てを行っている2つのエージェントが存在すれ
ば、各エージェントが割り当てている要求量の和がその
エッジの総容量を越えていないかチェックする。もし、
越えていれば、エージェント間のネゴシエーションによ
り、回避する。ネゴシエーションの方法として、迂回候
補探索のコストが小さい、回避による各エージェントの
効用の減少が小さい等が挙げられる。
Next, the case where the local solutions are matched between the agents will be described. If there are two agents allocating to the same edge, it is checked whether the sum of the request amounts allocated by each agent exceeds the total capacity of the edge. if,
If it exceeds, avoid it by negotiation between agents. Negotiation methods include low cost for detour candidate search and small reduction in utility of each agent due to avoidance.

【0068】エージェント間のネゴシエーションの方法
としては、例えば、以下のような方法が挙げられる。
Examples of the negotiation method between the agents include the following methods.

【0069】・各エージェントの優先順位を利用して回
避する。なお、優先順位は予め、すべてのエージェント
の優先順序が静的に決定されていても、容量制約違反が
起こった時点で優先順序を動的に決定しても構わない。
Avoid by using the priority of each agent. It should be noted that the priority order may be determined statically in advance even if all the agents are statically determined in advance, or the priority order may be dynamically determined when the capacity constraint violation occurs.

【0070】優先順位の低いエージェントが、容量制
約違反の起こったエッジが存在しないものとして、再度
経路探索することにより代替経路を求める。
An agent having a low priority order finds an alternative route by searching the route again, assuming that there is no edge in which the capacity constraint is violated.

【0071】優先順位の低いエージェントが代替経路
を求めることができなかった場合、優先順位の高いエー
ジェントが、容量制約違反の起こったエッジが存在しな
いものとして、再度経路探索することにより代替経路を
求める。
When an agent with a low priority cannot obtain an alternative route, an agent with a high priority determines that there is no edge in which the capacity constraint is violated, and obtains an alternative route by searching the route again. .

【0072】・それぞれのエージェントが代替候補を持
ち寄り、判断する。 各エージェントがそれぞれ容量制約違反の起こったエ
ッジが存在しないものとして、再度経路探索することに
より、代替経路を求める。
Each agent brings in alternative candidates and makes a judgment. Each agent finds an alternative route by searching the route again assuming that there is no edge in which the capacity constraint violation has occurred.

【0073】各エージェントが求めた各代替案を突き
合わせ、回避にかかるコストなどの基準でどの代替案を
選択するか決定する。
The alternatives obtained by the agents are compared with each other, and the alternative to be selected is determined based on the cost of avoidance.

【0074】次に、ネゴシエーション時に迂回させる経
路を決定する方法を説明する。
Next, a method of deciding a route to be bypassed at the time of negotiation will be described.

【0075】第1の方法として、現行経路のコストによ
り決定する方法がある。この方法は、現行経路コストの
大小を比較し、コストの大きい順に迂回させる。
As a first method, there is a method of making a decision based on the cost of the current route. This method compares the sizes of the current route costs and detours the routes in descending order of cost.

【0076】これにより、コストが大きい経路は、容量
の小さなリンクを使用している経路や経由リンク数の多
い経路、または、その両方が組合わさった経路である。
資源競合は、容量の小さいリンクで発生し易いので、こ
のようなリンクを使用している経路を移動(迂回)させ
ることで、以後の資源競合の発生を低減させる。また、
経由リンク数の多い経路(長い経路)は少ない経路(短
い経路)よりも迂回経路の候補数が多いと予想されるた
め、迂回経路探索時に探索失敗になる可能性が少なくな
る。
As a result, a route with a high cost is a route using a link with a small capacity, a route with a large number of via links, or a route in which both are combined.
Since resource competition is likely to occur in a link having a small capacity, moving (detouring) a route using such a link reduces the occurrence of resource competition thereafter. Also,
It is expected that the number of routes with a large number of via links (long route) will be greater than the number of routes with a short route (short route), so that the possibility of a search failure at the time of detour route search is reduced.

【0077】第2の方法として、迂回コストにより決定
する方法がある。この方法は、予め迂回経路を求め、迂
回コストを迂回経路のコストから現行経路コストを引い
たものとする。但し、迂回経路を求めることが出来なか
った場合は、迂回コストに十分に大きな値を設定する。
この迂回コストが最小の経路から迂回させる。
As the second method, there is a method of determining by the detour cost. In this method, a bypass route is obtained in advance, and the bypass cost is obtained by subtracting the current route cost from the cost of the bypass route. However, if the detour route cannot be obtained, a sufficiently large value is set for the detour cost.
The detour is started from the route with the smallest detour cost.

【0078】これにより、迂回コストは、迂回によるコ
ストの増分と見ることができる。従って、迂回コストの
小さい経路から迂回させることにより、コストの増加に
よる解の質低下を低減させる。
As a result, the detour cost can be regarded as an increase in the cost due to the detour. Therefore, by detouring from a route with a low detour cost, deterioration in solution quality due to cost increase is reduced.

【0079】第3の方法として、ネゴシエーションの勝
敗により決定する方法がある。この方法は、ネゴシエー
ションを行う都度、対象エージェント間で何らかの手段
で優先順位を決定し(例えば、乱数発生により、値が大
きい乱数を受領したエージェントから優先的に経路を決
定する)、低い優先順位を受けたエージェントと迂回処
理を行う。過去のネゴシエーションの勝敗を考慮し、勝
ち負けが偏りすぎないように、迂回順位を決定すること
も有効な場合がある。
As a third method, there is a method of determining by winning or losing negotiation. In this method, each time negotiation is performed, the priority is decided by some means among the target agents (for example, the route is preferentially decided from the agent which receives a random number having a large value by random number generation), and the low priority is given. Perform detour processing with the received agent. In some cases, it may be effective to determine the detour order in consideration of the wins and losses of past negotiations so that the wins and losses are not overly biased.

【0080】これにより、特定のエージェントだけが勝
ち過ぎたり、負け過ぎたりして、極端にコストの悪い経
路ができないようにする。
As a result, only a specific agent wins or loses too much, so that a route with an extremely low cost cannot be created.

【0081】さらに、要求や資源が動的に変換する場合
の対応について説明する。各エージェントは、非同期並
列に動いているため、資源競合はあるエージェントが一
旦確保したリンクを後に他のエージェントが確保しよう
とするときに発生すると見ることができる。よって、最
初に全ての要求が与えられる場合でも、要求が時系列的
に順々に与えられる場合でも、同じ仕組みで解決するこ
とができ、動的な要求の変化にも柔軟に対応することが
できる。さらに、資源競合が発生した時、そのリンクが
存在しないものとして、代替え案を求める仕組みを有す
るため、輻輳や障害など、ネットワーク資源が動的に変
化する場合にも対応できる。
Furthermore, a description will be given of how to deal with the case where a request or resource is dynamically converted. Since each agent operates in asynchronous parallel, it can be seen that resource contention occurs when another agent later tries to secure a link once secured by one agent. Therefore, whether all requests are given first or requests are given sequentially in chronological order, the same mechanism can be used for solution, and it is possible to flexibly respond to dynamic changes in requirements. it can. Furthermore, when resource competition occurs, it has a mechanism for requesting an alternative plan assuming that the link does not exist, and therefore, it is possible to cope with the case where network resources dynamically change due to congestion or failure.

【0082】前述した図3において、各エージェント
A,Bによる割り当てられた部分問題を突き合わせのチ
ェックの際に、同一のエッジを割り当てていたとき、そ
れぞれネゴシエーションCが発生する。タスク分割の場
合は、ネゴシエーションはエージェントの交差点で発生
するため、相対的に発生確率が減少する。さらに、ネゴ
シエーションが発生する場合も、タスク分割の場合は、
平均1箇所のみであるため回避し易いといえる。ネゴシ
エーションが少ないということは、部分問題解決がエー
ジェント内に閉じているということであるので、他のエ
ージェントに影響を及ぼす可能性が小さい。従って、動
的な経路設定要求の変更にも有効である。
In the above-mentioned FIG. 3, when checking the matching of the subproblems assigned by the agents A and B, when the same edge is assigned, the negotiation C occurs respectively. In the case of task division, since the negotiation occurs at the intersection of agents, the occurrence probability decreases relatively. Furthermore, even if negotiation occurs, in the case of task division,
It can be said that it is easy to avoid because there is only one place on average. Fewer negotiations means that the partial problem solving is closed in the agent, so it is less likely to affect other agents. Therefore, it is also effective for dynamically changing the route setting request.

【0083】また、各エージェントは、非同期独立に動
いているため、ネゴシエーションは、あるエージェント
が一旦確保したエッジの後に、他のエージェントが確保
しようとするときに発生するということができる。よっ
て、最初に全ての経路設定要求が与えられる場合でも、
経路設定要求が時系列的に順々に与えられる場合でも、
上記実施例と同じ仕組みで解決することができ、動的な
経路設定要求にも柔軟に対応することができる。
Since each agent operates asynchronously and independently, it can be said that the negotiation occurs when another agent tries to secure the edge after the edge once secured by one agent. Therefore, even if all route setting requests are given first,
Even if the route setting requests are given in chronological order,
The problem can be solved by the same mechanism as that of the above embodiment, and it is possible to flexibly respond to a dynamic route setting request.

【0084】さらに、ネゴシエーションが発生したと
き、そのエッジが存在しないものとして、代替案を求め
る仕組みを有するため、輻輳や障害など、ネットワーク
資源が動的に変化する場合にも対応できる。
Further, when a negotiation occurs, the edge is not present and a mechanism for requesting an alternative is provided. Therefore, it is possible to cope with a case where network resources dynamically change such as congestion or failure.

【0085】[0085]

【発明の効果】上述のように、本発明の割当問題向き協
調問題解決システムによれば、要求により、いくつかの
部分問題に分割し、その部分問題に配置された各エージ
ェントにより、問題解決が局所的に行われ、さらにそれ
らのエージェント間の協調により、大規模な地域性のな
いネットワークなどの資源において、柔軟に対応するこ
とができるとともに、経路設定などの要求及び、ネット
ワークなどの資源が静的に与えられる場合のみならず、
容量の制約違反が起きたような場合に動的に変化させる
ことも可能である。
As described above, according to the assignment problem-oriented cooperative problem solving system of the present invention, a problem can be solved by dividing it into a number of sub-problems according to a request and by arranging each agent in the sub-problem. It is performed locally, and by coordinating between these agents, it is possible to flexibly respond to resources such as large-scale non-regional networks, and to make requests such as route setting and to keep resources such as networks quiet. Not only when given
It is also possible to change dynamically when a capacity constraint violation occurs.

【0086】さらに、本発明は、各エージェントが非同
期並列に局所解の算出や資源競合チェックを行うため、
競合解消においては、以後の資源競合の発生をできるだ
け低減することができる。
Further, according to the present invention, since each agent performs local solution calculation and resource conflict check in asynchronous parallel,
In conflict resolution, the occurrence of subsequent resource conflict can be reduced as much as possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】本発明の作用を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図3】タスク分割資源割当問題を説明するための図で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining a task division resource allocation problem.

【図4】本発明の一実施例のシステム構成図である。FIG. 4 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例の動作の概要を説明するため
の図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the outline of the operation of the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例の各エージェントによる問題
解決を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining problem solving by each agent according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例のネゴシエーションの手順を
示すシーケンスチャートである。
FIG. 7 is a sequence chart showing a procedure of negotiation according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例のネットワーク資源割り当て
問題に適用した問題を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a problem applied to a network resource allocation problem according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例のネットワーク資源割当問題
に適用したエージェントによる部分問題解決を説明する
ための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining partial problem solving by an agent applied to a network resource allocation problem according to an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施例のネットワーク資源割当問
題に適用したエージェント間のネゴシエーションを説明
するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining negotiation between agents applied to the network resource allocation problem of the exemplary embodiment of the present invention.

【図11】従来の資源割当問題を説明するための図であ
る。
FIG. 11 is a diagram for explaining a conventional resource allocation problem.

【図12】ネットワークなどの資源を経路設定などの要
求に割り当てるネットワーク資源割当問題を説明するた
めの図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a network resource allocation problem in which resources such as networks are allocated to requests such as route setting.

【図13】地域分割型資源割当問題を説明するための図
である。
FIG. 13 is a diagram for explaining the area division type resource allocation problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノード 2 エッジ 3 要求 4 割当結果 5 エージェント 6 問題解決エンジン 7 資源に関する情報 8 問題解決の知識 9 エージェントAの割当結果 10 エージェントBの割当結果 100 割当要求 110 要求分配手段 200 エージェント 220 局所解算出手段 230 資源情報格納手段 240 割当解決手段 241 競合発生判断手段 242 局所情報交換手段 243 要求決定手段 300 問題解決知識 400 資源情報 500 割当結果 1001 要求分配処理 1002 局所解算出処理 1003 割当資源情報格納処理 1004 資源競合チェック処理 1005 局所解情報交換処理 1006 資源競合解消処理 1007 割当資源に関する情報 1008 終了判定処理 2421 競合資源情報交換手段 2422 資源除去手段 1 Node 2 Edge 3 Request 4 Allocation Result 5 Agent 6 Problem Solving Engine 7 Resource Information 8 Knowledge of Problem Solving 9 Agent A Allocation Result 10 Agent B Allocation Result 100 Allocation Request 110 Request Distribution Means 200 Agent 220 Local Solution Calculation Means 230 Resource Information Storage Means 240 Allocation Solving Means 241 Conflict Occurrence Judging Means 242 Local Information Exchange Means 243 Request Determining Means 300 Problem Solving Knowledge 400 Resource Information 500 Allocation Results 1001 Request Distribution Processing 1002 Local Solution Calculation Processing 1003 Allocation Resource Information Storage Processing 1004 Resources Conflict check processing 1005 Local solution information exchange processing 1006 Resource conflict resolution processing 1007 Information on allocated resources 1008 End determination processing 2421 Competitive resource information exchange means 2422 Resource removal means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 文夫 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Fumio Hattori 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数個の限られた資源を複数の割当要求
に割り当てる割当問題を解決するシステムにおいて、 各々の割当要求について割り当て処理を実行するエージ
ェントを決定する要求分配手段と、 該資源に関する情報及び問題を解決するための割当要求
に対して最適な解をエージェントが得るための知識と該
エージェントの解との間に発生した資源の競合を解決す
るための知識とを含む問題解決知識と、 該割り当て対象の資源に関する資源情報と、 各エージェントが該問題解決知識及び該資源情報を用い
て、該要求分配手段により分配された該割当要求を満た
す局所解を求める局所解算出手段と、 各エージェントが該局所解算出手段により割り当てた資
源に関する情報を格納する資源情報格納手段と、 該資源情報格納手段を参照し、全てのエージェント間で
各エージェントが求めた該局所解の該資源に対する制約
や他のエージェントとの競合の状態に応じて資源割当の
解を求める割当解決手段とを含むことを特徴とする割当
問題向き協調問題解決システム。
1. A system for solving an allocation problem in which a plurality of limited resources are allocated to a plurality of allocation requests, request distribution means for deciding an agent that executes allocation processing for each allocation request, and information about the resources. And problem-solving knowledge including knowledge for an agent to obtain an optimum solution to an allocation request for solving a problem and knowledge for solving a resource conflict that has occurred between the agent's solution and Resource information about the resource to be allocated, local solution calculation means for each agent to obtain a local solution satisfying the allocation request distributed by the request distribution means by using the problem solving knowledge and the resource information, and each agent Refers to the resource information storage means for storing information on resources allocated by the local solution calculation means, and For assignment problem characterized by including assignment solving means for finding a solution of resource assignment according to the constraint on the resource of the local solution obtained by each agent among all the agents and the state of competition with other agents Cooperative problem solving system.
【請求項2】 前記割当解決手段は、各エージェントが
前記局所解算出手段によって算出した前記局所解間で資
源の競合の有無を調べる競合発生判断手段と、 該競合発生判断手段により競合がある場合には、資源競
合を起こしているエージェント間で、自発的に同期をと
り、局所解に関する情報を交換する局所解情報交換手段
と、 該局所解情報交換手段により交換した情報から資源競合
を解消するために再度、局所解の探索を行う要求を決定
する要求決定手段とを有し、 資源競合を起こしているエージェント間で独自に競合の
解消を行う請求項1記載の割当問題向き協調問題解決シ
ステム。
2. The allocation solving means is a conflict occurrence determining means for checking whether or not there is a resource conflict between the local solutions calculated by the local solution calculating means by each agent, and when there is a conflict by the conflict occurrence determining means. , The local solution information exchanging means for voluntarily synchronizing and exchanging information about the local solution between the agents having the resource competition, and the resource competition is resolved from the information exchanged by the local solution information exchanging means. In order to solve the problem, the system further comprises a request determining means for determining a request to search for a local solution again, and the conflict solving system for assignment problem according to claim 1, wherein the conflicts are independently resolved among the agents in conflict with each other. .
【請求項3】 前記局所解情報交換手段は、これまでに
資源競合が生じた資源に関する情報を交換する競合資源
情報交換手段と、該資源を割当に使用する対象から取り
除く資源除去手段を含む請求項2記載の割当問題向き協
調問題解決システム。
3. The local solution information exchanging means includes competing resource information exchanging means for exchanging information on resources for which resource competition has occurred so far, and resource removing means for removing the resource from the object used for allocation. A collaborative problem solving system for assignment problems according to item 2.
JP23845593A 1992-11-24 1993-09-24 Cooperative problem solving system for assignment problem Pending JPH076157A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8347298B2 (en) 2006-10-02 2013-01-01 Japan Aerospace Exploration Agency Autonomous distributed control involving constraint on resources

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